Ένα καλώδιο περνά πάνω από μια μάζα τροχαλίας χωρίς βαρύτητα και χωρίς τριβή των 200g 300g συνδέονται με τα άκρα ή η απόσταση που θα κινηθεί κατά τη διάρκεια του 5ου δευτερολέπτου μετά την έναρξη;

Εδώ είναι πώς να λύσετε αυτό το πρόβλημα:

1. Κατανόηση της εγκατάστασης

* τροχαλία: Η τροχαλία είναι χωρίς τριβή και χωρίς βαρύτητα, που σημαίνει ότι δεν αντιστέκεται στην κίνηση και δεν συμβάλλει στις δυνάμεις του συστήματος.

* μάζες: Έχετε δύο μάζες, μία από τις 200g (0,2 kg) και το άλλο από 300g (0,3 kg).

* καλώδιο: Το καλώδιο θεωρείται ότι είναι ανεκτό (δεν τεντώνει) και χωρίς μάζα.

2. Οι δυνάμεις εμπλέκονται

* βαρύτητα: Η μόνη δύναμη που ενεργεί στις μάζες είναι η βαρύτητα. Η βαρύτερη μάζα (300g) βιώνει μια ισχυρότερη δύναμη προς τα κάτω, προκαλώντας την επιτάχυνση του συστήματος.

* Τάση: Το καλώδιο ασκεί μια ανοδική ένταση και στις δύο μάζες, ίση σε μέγεθος αλλά απέναντι από την κατεύθυνση.

3. Εύρεση της επιτάχυνσης

* Καθαρή δύναμη στο σύστημα: Η καθαρή δύναμη που προκαλεί την επιτάχυνση είναι η διαφορά στις βαρυτικές δυνάμεις στις δύο μάζες.

* F_NET =(0,3 kg * 9,8 m/s2) - (0,2 kg * 9,8 m/s²) =0,98 N

* Επιτάχυνση: Χρησιμοποιώντας τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα (F =MA), μπορούμε να βρούμε την επιτάχυνση του συστήματος:

* a =f_net / (συνολική μάζα) =0,98 n / (0,3 kg + 0,2 kg) =1,96 m / s2

4. Πρόταση κατά τη διάρκεια του 5ου δευτερολέπτου

Δεδομένου ότι οι μάζες επιταχύνουν ομοιόμορφα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις εξισώσεις κίνησης για να βρούμε την απόσταση που διανύθηκε κατά τη διάρκεια του 5ου δευτερολέπτου.

* Πρώτον, βρείτε την απόσταση που διανύθηκε στα πρώτα 4 δευτερόλεπτα:

* D =UT + (1/2) AT2 (όπου U =αρχική ταχύτητα =0)

* d =(1/2) * 1,96 m/s² * (4 δευτερόλεπτα) ² =15,68 m

* Στη συνέχεια, βρείτε την απόσταση που ταξιδεύει στα πρώτα 5 δευτερόλεπτα:

* d =(1/2) * 1,96 m/s² * (5 δευτερόλεπτα) ² =24,5 m

* Η απόσταση που διανύθηκε κατά τη διάρκεια του 5ου δευτερολέπτου είναι η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο:

* Απόσταση στο 5ο δευτερόλεπτο =24,5 m - 15,68 m = 8,82 m

Επομένως, η απόσταση που οι μάζες θα κινηθούν κατά το 5ο δευτερόλεπτο μετά την έναρξη είναι 8,82 μέτρα.